劉曉霞,陸若輝,陳紅金
(浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站,浙江 杭州 310020)
施用化肥帶來的糧食產(chǎn)出成功解決了全國13億人口的溫飽問題,但化肥也是一把雙刃劍,一方面化肥的施用促進(jìn)了糧食的增產(chǎn)和農(nóng)民的增收,確保了口糧安全[1-4];另一方面未被作物吸收利用的肥料養(yǎng)分通過淋溶、揮發(fā)等途徑進(jìn)入水體、大氣,引發(fā)生態(tài)環(huán)境污染[5-8]。為減少過量施肥、保障生態(tài)環(huán)境安全,浙江省自2013年啟動(dòng)化肥減量增效行動(dòng),經(jīng)過多年持續(xù)努力,全省化肥用量由2013年的92.43萬t(折純,下同)下降到2018年的77.76萬t,降幅達(dá)15.9%[9]。但對(duì)標(biāo)發(fā)達(dá)國家施肥水平、對(duì)表國家對(duì)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū)的考核要求,化肥減量工作任重而道遠(yuǎn)[10-12]。
為突破當(dāng)前化肥減量瓶頸,浙江省依托多年測土配方施肥成果,率先研究制定了主要農(nóng)作物化肥投入最高限量標(biāo)準(zhǔn)、啟動(dòng)化肥定額制工作[13]。研究證實(shí),同種作物不同品種對(duì)化肥的需求差異較大[14],如甬優(yōu)1540在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上減少15%的化肥用量即導(dǎo)致產(chǎn)量顯著下降,而兩優(yōu)1號(hào)化肥減量20%產(chǎn)量仍無顯著變化[15],可見,同一作物不同品種對(duì)化肥用量的反應(yīng)不同,科學(xué)評(píng)判當(dāng)前設(shè)定的化肥定額制是否適用于浙江省主栽水稻品種甬優(yōu)1540具有重要意義。為此,本研究以全省15個(gè)水稻甬優(yōu)1540化肥定額制試驗(yàn)示范區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在高、中、低3個(gè)產(chǎn)量水平上比較研究了常規(guī)施肥、化肥定額制施肥的水稻產(chǎn)量、化肥和氮肥用量的差異,以期驗(yàn)證當(dāng)前化肥定額制標(biāo)準(zhǔn)是否適應(yīng)于浙江省廣泛種植的水稻品種甬優(yōu)1540。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于全省15個(gè)水稻甬優(yōu)1540化肥定額制試驗(yàn)示范區(qū),試驗(yàn)示范區(qū)采用大區(qū)對(duì)比試驗(yàn),根據(jù)地區(qū)實(shí)際設(shè)置常規(guī)施肥和化肥定額制處理,采收期測定水稻產(chǎn)量。數(shù)據(jù)采用DPS2000軟件進(jìn)行方差分析(ANVOA)和統(tǒng)計(jì)分析,平均值間顯著性差異采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行檢驗(yàn),制圖采用Origin 9.0軟件。
在高產(chǎn)(9.0~12.0 t·hm-2)水平下,化肥定額制處理化肥和氮肥用量均顯著高于常規(guī)施肥,化肥定額制處理化肥平均用量水平為354.5 kg·hm-2,較常規(guī)施肥處理的436.7 kg·hm-2低18.8%;化肥定額制處理氮肥平均用量水平為203.6 kg·hm-2,較常規(guī)施肥處理的276.9 kg·hm-2低26.5%(圖1)。化肥定額制處理甬優(yōu)1540產(chǎn)量水平為10.033 t·hm-2,較常規(guī)施肥處理的9.628 t·hm-2高4.2%。與常規(guī)施肥相比,甬優(yōu)1540實(shí)施化肥定額制減少了化肥用量,提高了水稻產(chǎn)量。
化肥定額制與常規(guī)施肥比較,柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖2~3同。
在中產(chǎn)(7.5~<9.0 t·hm-2)水平下,化肥定額制處理化肥和氮肥投入量分別較常規(guī)施肥減少17.5%和21.1%,但化肥定額制處理甬優(yōu)1540產(chǎn)量較常規(guī)施肥高2.7%(圖2)。中產(chǎn)水平下實(shí)施化肥定額制也可減少化肥投入,提高水稻產(chǎn)量。
圖2 中產(chǎn)水平下水稻甬優(yōu)1540化肥定額制的實(shí)施效應(yīng)
在低產(chǎn)(<7.5 t·hm-2)水平下,化肥定額制處理化肥和氮肥用量分別較常規(guī)施肥減少32.9和19.2 kg·hm-2,減產(chǎn)9.9%和9.8%,但化肥定額制處理甬優(yōu)1540產(chǎn)量較常規(guī)施肥高0.045 t·hm-2,增產(chǎn)0.7%(圖3)??梢?,低產(chǎn)條件下,化肥定額制可減少化肥用量,提高水稻甬優(yōu)1540產(chǎn)量。
圖3 低產(chǎn)水平下水稻甬優(yōu)1540化肥定額制的實(shí)施效應(yīng)
高、中、低3個(gè)產(chǎn)量水平下,化肥定額制處理化肥用量分別較常規(guī)施肥低18.8%、17.5%和9.9%,氮肥用量分別較常規(guī)施肥低26.5%、21.1%和9.8%,但化肥定額制處理水稻甬優(yōu)1540產(chǎn)量分別較常規(guī)施肥高4.2%、2.7%和0.7%,這表明目前各地推行的化肥定額制標(biāo)準(zhǔn)具有較好的化肥減量成效,不存在減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),可在水稻甬優(yōu)1540品種上大面積推廣應(yīng)用。此外,高產(chǎn)水平下,化肥定額制化肥用量較常規(guī)施肥顯著降低,中低產(chǎn)水平下化肥定額制化肥用量較常規(guī)施肥有所降低,但差異不顯著,因此,化肥定額制最大的化肥減量成效出現(xiàn)在水稻高產(chǎn)水平條件下。
高、中、低不同產(chǎn)量水平條件下,化肥定額制化肥用量較常規(guī)施肥減少82.2、71.0和32.9 kg·hm-2,氮肥用量較常規(guī)施肥減少73.2、44.7和19.2 kg·hm-2,氮肥的減少量占化肥減少總量的89.1%、63.0%和58.4%。可見,定額制顯著的化肥減量成效是因?yàn)榈视昧康臏p少,當(dāng)前水稻生產(chǎn)中除了存在氮過量外,磷肥和鉀肥也存在過量施用的現(xiàn)象。
綜上所述,水稻化肥定額制標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于水稻甬優(yōu)1540,化肥定額制可在保證水稻甬優(yōu)1540產(chǎn)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上減少化肥和氮肥的投入,化肥定額制最大的化肥減量成效出現(xiàn)在水稻高產(chǎn)水平條件下,化肥定額制對(duì)化肥減量的促進(jìn)作用主要是由于定額制的實(shí)施較大幅度降低了水稻氮肥的投入。